JPH07209386A - プリント回路基板のテスタと方法 - Google Patents

プリント回路基板のテスタと方法

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JPH07209386A
JPH07209386A JP6257180A JP25718094A JPH07209386A JP H07209386 A JPH07209386 A JP H07209386A JP 6257180 A JP6257180 A JP 6257180A JP 25718094 A JP25718094 A JP 25718094A JP H07209386 A JPH07209386 A JP H07209386A
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    • G01R1/07328—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support for testing printed circuit boards
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、取り付け具製作と基板試験におけ
る公差の累積を抑え、できるだけ排除し、並びに試験の
ための接触部の面積が約０．０３０インチ（０．７９２
ｍｍ）以下でもテストできるテスタを提供する。 【構成】 本発明は、プリント回路基板１０１のテスタ
であり、特に、テスタ上のプリンタ回路基板１０１の位
置決めのための光ファイバ機械ビジョン位置合わせデバ
イス２０１を有し、及び多層プローブ・ガイド・プレー
ト７１を通って伸びるテレスコーピング・テスト・プロ
ーブ・ピンを有するテスタである。また、本発明はテス
タを使用してのプリント回路基板のテスト方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント回路基板のテ
スタに関し、特に、テスタ上のプリント回路基板の位置
決めのための光ファイバ機械ビジョン位置合わせデバイ
スを有し、及び多層プローブ・ガイド・プレートを通っ
て伸びるテレスコーピング・テスト・プローブ・ピンを
有するテスタである。
【０００２】
【従来の技術】プリント回路基板の組立て部品及び個体
群は、多数の配置とはんだ付け及び他の処理ステップを
要する。従ってテストと検査は、高品質の製品の経済的
製作に不可欠である。これは高密度チップ回路、高密度
Ｉ／Ｏ、及びプリント回路基板の実装部品を動作させる
面実装技術において特に当てはまる。不良原因は、部品
の挿入或いははんだ付けの際の最初の部品チップ及び裸
の基板に存在する。不良には、部品の数値間違い或いは
部品違い、回路特性不良、断線、短絡、部品取付け位置
不良、物理的損傷、はんだ付け不良、端子領域の損傷或
いは断線、許容範囲外による不良などがある。
【０００３】面実装技術によるパッケージングでの不良
はしばしば起こる。これは部品のはんだ付けによるはん
だの溶融後の再固化まで、はんだ付け用のペースト、接
着剤、或いは瞬間接着剤によってその位置に部品が保持
されるためである。部品の配置後からはんだの固化まで
の間、真直交に対して０．０２５インチ（０．６３５ｍ
ｍ）ほどの横方向の微動、或いは２．５度ほどの微かな
回転が生じると、部品に対して破滅的影響が与えられ
る。更に面実装技術において良好なはんだ接合の必要条
件は、はんだ接合の輪郭曲線が表面パッド及びＩＣチッ
プ・パッド或いはリード線を覆うメニスカスを有するこ
とであり、パッドの酸化、パッドの汚れ、或いはリード
線の立上がりの存在は、不良のはんだ接合を引起こす。
【０００４】流動はんだ付け（wave soldering）された
スルー・ホールに取り付けられた部品の欠陥は、流動は
んだ付け時に生ずる。これらの欠陥は、インターピンの
短絡を引起こす。流動はんだ付けされたスルー・ホール
に取り付けられる部品の良好なはんだ接合は、銅の端子
領域とメッキされたスルー・ホールを実質的に覆うメニ
スカスを有するはんだの輪郭曲線によって特徴づけられ
る。問題は、はんだ不足、はんだ過剰、ボイド、気泡及
びはんだ無しなどから生じる。
【０００５】これらの欠陥に対するテスト方法の１つに
は、短絡テスタ、製作不良アナライザ、機能テスタ、内
部回路テスタ及び組合わせテスタなどの接触式テスタに
よる方法がある。接触式テスタは機械システムの使用で
動作する。すなわち個体群のプリント回路基板がプロー
ブに押付けられ、個々のプローブ・ピンはピンの床の役
割をし、プリント回路基板の全てのテスト・ポイントに
接触する。ある接触式取り付け具においては、２０００
或いは３０００またはそれ以上のプローブ・ピンを有す
るものもある。
【０００６】現在のテスト取り付け具の製作は、取り付
け具のフレームワークを形成するボックスの製作をも含
む。ボックスには２つのプレートが含まれる。固定プレ
ートと垂直移動可能プレートであり共に並行である。固
定プレートはプローブ・プレートと呼ばれ、多数のプロ
ーブ・ピンを有する。これらのプローブ・ピンはテスト
される回路と接触する。テスト・プローブすなわちプロ
ーブ・ピンは、テストされるデバイスと接触するバネ荷
重デバイスである。
【０００７】バネ荷重プローブ・ピンは、テストが行わ
れる基板のテスト・ポイントのパターンに合わせられて
プローブ・プレートに穴開けされ、位置決めされたソケ
ットに挿入される。
【０００８】移動可能な上部プレートはツーリング・ピ
ンによって位置決めされ、テストされる基板を支える。
この上部プレートはテスト・プローブが通り抜け、テス
トされる基板のテスト位置に接触する、クリアランス・
ホールを有する。
【０００９】この方法では、取り付け具の製作及び基板
製作において含まれた公差の累算のために、最小テスト
目標すなわち最小のコンタクト・サイズは約０．０３０
インチ（０．７６２ｍｍ）径の範囲内に制限される。基
板のツーリング・ホール及び回路のバイア・ホールの穴
開け、並びに回路パターン及び部品配置におけるアート
ワーク位置決めのために、基板自身にも公差の累積が生
じる。公差はテスト取り付け具の位置決めピンのサイズ
と位置、テスト・プローブの位置精度、更にプローブ挿
入精度のバラツキと位置決め精度によっても累積が生じ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
取り付け具製作と基板テストにおける公差の累積を制限
し、できるだけ排除することである。
【００１１】本発明の別の目的は、最小テスト目標、す
なわちコンタクト・サイズが約０．０３０インチ（０．
７６２ｍｍ）径以下でも使用できることを可能にするこ
とである。
【００１２】更に本発明の別の目的は、テスト取り付け
具の位置決めピンによる累積公差を減らすことである。
すなわち、テスト取り付け具の位置決めピンのサイズと
位置精度、テスト・プローブ位置の精度、テスト・プロ
ーブ挿入の正確さと位置精度の公差を減らすことであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】ここで述べる本発明は、
個体群のプリント回路基板及び無欠性回路基板のための
テスト方法に関する。
【００１４】本発明の方法と装置によると、取り付け具
製作と基板テストによって含まれる公差の累積を制限
し、並びに実質的に排除することが可能である。
【００１５】また、本発明の方法と装置によると、約
０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）以下の最小テスト
目標すなわち最小のコンタクト・サイズであっても使用
を可能にする。
【００１６】更に本発明の方法と装置によると、本発明
は、テスト取り付け具の位置決めピンによって累積され
た公差を減らすことが可能である。すなわち、テスト取
り付け具の位置決めピンのサイズと位置、テスト・プロ
ーブ位置の精度、テスト・プローブ挿入の正確さと位置
精度の公差を減らすことである。
【００１７】本発明の方法では、内部接続の無欠性（in
tegrity ）をテストされる内部接続部と複数の基板位置
基準とを有するプリント回路基板がテスト取り付け具で
テストされる。本発明の方法によると、プリント回路基
板或いはプリント回路カードは、プリント回路基板テス
ト取り付け具のプリント回路基板ホルダに置かれる。基
板位置基準は、光ファイバ機械ビジョン位置合わせデバ
イスの使用によって位置決めされる。テストされる内部
接続部は、ピン・プローブで接触される。これらのピン
・プローブは、ピン・プローブ・プレートから多層ピン
・プローブ・ガイドを通ってテストされるプリント回路
基板に伸びる。
【００１８】テスト・プロセスは、プリント回路基板の
内部接続部テストのためのテスタで実行される。プリン
ト回路基板は、集積回路チップ或いはアナログ・デバイ
スなどのデバイスで集積されている。プリント回路基板
はまた、複数の基板位置基準を有する。
【００１９】テスタは取り付け具、テストされるプリン
ト回路基板に向かって伸びるピン・プローブを有するピ
ン・プローブ・プレート、テストされるプリント回路基
板を保持するためのプリント回路基板ホルダ、及びピン
・プローブ・プレートと回路基板ホルダとの間に挿入さ
れる多層プローブ・ガイド・プレートを含む。
【００２０】
【実施例】ここで述べる本発明は、個体群のプリント回
路基板及び無欠性回路カードのテスト方法に関する。
【００２１】本発明の装置と方法は、テストのためのピ
ン・プローブ３１である固体ピン・プローブ、及び多層
プローブ・ガイド・プレート７１を有するテストされる
プリント回路基板１０１の光学的位置合わせの組合わせ
である。多層プローブ・ガイド・プレート７１は、テス
ト目標に必要な面積を減らす。つまり、テストされるプ
リント回路基板１０１の表面のテスト・ポイント１０５
の最小必要寸法を減らす。
【００２２】本発明の方法によると、内部接続の無欠性
を調べるためにテストされる内部接続部１０７と複数の
基板位置基準１０５を有するプリント回路基板１０１
は、プリント回路基板テスト用の取り付け具１でテスト
される。本発明の方法によると、プリント回路基板１０
１或いはプリント回路カードは、プリント回路基板テス
ト用の取り付け具１のプリント回路基板ホルダ５１に置
かれる。基板位置基準１０５は、光ファイバ機械ビジョ
ン位置合わせデバイス２０１を使用して位置決めされ
る。テストされる内部接続部１０７は、ピン・プローブ
３１によって接触される。これらのピン・プローブ３１
は、ピン・プローブ・プレート２１から、テストされる
プリント回路基板１０１に向かって伸びる。
【００２３】ピン・プローブ３１は伸縮可能でありそれ
ぞれは、ピン・プローブ・プレート２１からテストされ
るプリント回路基板１０１に向かって伸び直面する、円
筒形の固定本体部３３と、前記固定本体部から縦方向に
テストされるプリント回路基板１０１に向かって伸びる
可動の上部本体部分４１を有する。
【００２４】各ピン・プローブ３１は、ピン・プローブ
・プレート２１とプリント回路基板ホルダ５１との間に
挿入される多層プローブ・ガイド・プレート７１を通っ
て伸びる。多層プローブ・ガイド・プレート７１の層７
３、８３のそれぞれは複数の開口部７５、８５を有す
る。これらの開口部７５、８５は個々のピン・プローブ
３１に対応し、ピン・プローブ３１は対応する開口部７
５、８５を通って筒状に伸びる。
【００２５】プリント回路基板１０１の内部接続テスト
のテスト・プロセスは、テスタ１で実行される。プリン
ト回路基板１０１は、集積回路チップ１０３' 或いはア
ナログ・デバイス１０３" などのデバイス１０３で集積
されている。プリント回路基板１０１はまた、複数の基
板位置基準１０５を有する。
【００２６】テスタ１は、取り付け具１１、テストされ
るプリント回路基板１０１に向かって伸びるピン・プロ
ーブ３１を有するピン・プローブ・プレート２１、テス
トされるプリント回路基板１０１を支えるプリント回路
基板ホルダ５１、及びピン・プローブ・プレート２１と
回路基板ホルダ５１との間に挿入される多層プローブ・
ガイド・プレート７１を含む。
【００２７】取り付け具１１は、ピン・プローブ・プレ
ート２１、プリント回路基板ホルダ５１、及び多層プロ
ーブ・ガイド・プレート７１を有する。
【００２８】ピン・プローブ・プレート２１は、プリン
ト回路基板１０１でテストされる内部接続部１０７と電
気的接触を行うための複数のピン・プローブ３１を有す
る。各ピン・プローブ３１は、ピン・プローブ・プレー
ト２１からプリント回路基板ホルダ５１とテストされる
プリント回路基板１０１に向かって伸び直面する、円筒
形の固定本体部３３を有する。各ピン・プローブはま
た、固定本体部３３からプリント回路基板ホルダ５１と
テストされるプリント回路基板１０１に向かって縦に伸
びる可動な上部本体部４１を有する。
【００２９】ピン・プローブ３１の配列は、立て筒型プ
ローブの配列である。上部プレートであるプリント回路
基板ホルダ５１は穴開けされ、従来技術同様、プリント
回路基板ホルダ５１の真下にある、固体バネ・プローブ
設計である、バネ・プローブ・ピンを受入れるように合
わせられる。これは穴径の管理を厳しくし、穴の公差を
同一プレート上にまとめ、公差の累積を減らすことにな
る。更に、接触力は下部のピン・プローブ・プレート２
１に伝わる。このように、ピン・プローブ・プレート２
１の曲げたわみが高いプローブ接触圧を生じさせ、ピン
・プローブ３１を動かすが、固体プローブの位置に影響
を与えない。
【００３０】プリント回路基板ホルダ５１は、テストさ
れるプリント回路基板１０１を確実に保持する。これは
クランプ５３によって果たされる。
【００３１】多層プローブ・ガイド・プレート７１は、
ピン・プローブ・プレート２１とプリント回路基板ホル
ダ５１との間に挿入される。多層プローブ・ガイド・プ
レート７１は、少なくとも２つの層７３、８３を有す
る。多層プローブ・ガイド・プレート７１の層７３、８
３のそれぞれは、前記層を貫通する複数の開口部７５、
８５を有する。これらの開口部７５、８５は、ピン・プ
ローブ３１のそれぞれに対応する。各ピン・プローブ３
１は１対の対応する個々の開口部７５、８５を通って伸
びる。
【００３２】多層プローブ・ガイド・プレート７１は、
スペーサ８５によって離隔された２つ以上の層７３、８
３を有する。１つの厚いプレートの代わりに２つの薄い
プレートを使用すると、穴のぎざぎざ及びドリルの遊び
の影響を排除または大きく減らす。従来技術での厚いプ
レート、つまり、通常、０．３７５インチ（９．５２５
ｍｍ）以上の厚さにおける穴開け作業はドリルの遊びを
引起こし、ぎざぎざの穴を作るために、ピン・プローブ
３１がある角度で挿入されると、位置ずれが生じる。例
えば、約０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）厚以下の
かなり薄い層を利用すると、開口部７５、８５の位置が
よく合い、多層プローブ・ガイド・プレート７１の厚
さ、すなわち、層７３、８３及びスペーサ８５と合わせ
た厚さは、従来技術の単一のプレートと同等の厚さか、
または例えば０．３７５インチ（９．５２５ｍｍ）以上
の厚さとなる。
【００３３】テスタ１は、テストされるプリント回路基
板１０１の基板位置基準１０５の位置を見つけるための
光ファイバ機械ビジョン位置合わせデバイス２０１を有
する。光ファイバ機械ビジョン位置合わせデバイス２０
１は、レンズ・アセンブリ２０３を含む。光ファイバ機
械ビジョン位置合わせデバイス２０１は、基板位置基準
１０５を視覚するために光ファイバと共にビデオ機器を
利用する。基板位置基準１０５は、通常、テスト・ポイ
ントである内部接続部１０７と同じ製作順序で製作され
る。このプロセスは、穴開け作業とは別である。光ファ
イバによる基板位置基準１０５の位置合わせは、穴開け
作業と基板製作時のアートワークとの間で生ずる公差累
積の影響を排除する。この装置は、プリント回路基板１
０１のプローブ接触点である内部接続部１０７の側から
観察できるように位置付けされた光ファイバ束２０５を
有するので、プリント回路基板１０１を正確に位置付け
することができる。
【００３４】横方向移動手段３０１がプリント回路基板
ホルダ５１に組込まれている。これらの横方向移動手段
３０１は、光ファイバ機械ビジョン位置合わせデバイス
２０１と対応してプリント回路基板ホルダ５１を移動さ
せるためにある。これにより、基板位置基準１０５の位
置を突きとめ、プリント回路基板ホルダ５１とテストさ
れるプリント回路基板１０１とを移動させてピン・プロ
ーブ３１の真上に内部接続部を位置決めできる。
【００３５】このように、本発明の教示によれば、取り
付け具製作と基板テストで発生する公差の付加を制限及
び実質的に排除することが可能である。
【００３６】また、本発明の方法と装置によれば、最小
のテスト目標、すなわちコンタクト・サイズが約０．０
３０インチ（０．７６２ｍｍ）径以下でも可能であり、
場合によっては０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）ほ
どのコンタクト・サイズでもテストが可能である。
【００３７】更に本発明の方法と装置によれば、テスト
取り付け具の位置決めピンのサイズと位置づけ、テスト
・プローブ位置の精度及びテスト回路の挿入ブレ及び位
置決めにおける公差の累積を減少させることが可能であ
る。
【００３８】本発明はある種の好ましい実施例と具体例
に関して説明されたが、請求項記載以外は本発明の有効
範囲を制限しない。
【００３９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００４０】（１）複数の基板位置基準を有するプリン
ト回路基板の内部接続をテストするためのテスタであっ
て、 ａ．取り付け具と、 ｂ．テストされる前記プリント回路基板と電気的に接触
させるための複数のピン・プローブを有する、ピン・プ
ローブ・プレートとを有し、前記ピン・プローブのそれ
ぞれは、 ｉ．前記ピン・プローブ・プレートから前記テストされ
るプリント回路基板に向かって伸び直面する、円筒状の
固定本体部と、 ｉｉ．前記固定本体部から前記テストされるプリント回
路基板に向かって縦に伸びる移動上部本体部とを有し、
更に、前記テスタは、 ｃ．前記テストされるプリント回路基板を確実に保持す
るためのプリント回路基板ホルダと、 ｄ．ピン・プローブ・プレートとプリント回路基板ホル
ダの間に挿入され、個々のピン・プローブに対応して貫
通される複数の開口部を持ち、前記ピン・プローブが、
対応する個々の前記開口部を通って伸びる、多層ピン・
プローブ・ガイドと、 ｅ．前記テストされるプリント回路基板の基板位置基準
の位置を突き止めるための光ファイバ機械ビジョン手段
と、 ｆ．前記基板位置基準の位置を突き止めるための前記光
ファイバ機械ビジョン手段に対応して前記プリント回路
基板ホルダを移動させるための横方向移動手段と、を有
する、テスタ。 （２）内部接続の無欠性をテストするための内部接続部
と複数の基板位置基準を有するプリント回路基板のテス
ト方法であって、 ａ．前記プリント回路基板をプリント回路基板テスト取
り付け具のプリント回路基板ホルダ手段に置くステップ
と、 ｂ．前記テストされるプリント回路基板の基板位置基準
の位置を突き止めるための、光ファイバ機械ビジョン手
段で前記基板位置基準を突き止めるステップと、 ｃ．ピン・プローブ・プレートから前記テストされるプ
リント回路基板に向かって伸びるピン・プローブによっ
て、テストされる内部接続部に接触させるステップとを
有し、前記各ピン・プローブは、 ｉ．前記ピン・プローブ・プレートから前記テストされ
るプリント回路基板に向かって伸び直面する、円筒状の
固定本体部と、 ｉｉ．前記固定本体部から前記テストされるプリント回
路基板に向かって縦に伸びる移動上部本体部と、を有す
るのであって、前記ピン・プローブは、前記ピン・プロ
ーブ・プレートと前記プリント回路基板ホルダの間に挿
入された多層ピン・プローブ・ガイドを通って伸び、前
記ピン・プローブ・ガイドの各層は、個々のピン・プロ
ーブに対応して自らの層を貫通する複数の開口部を有
し、前記個々のピン・プローブは、対応する個々の前記
開口部を通って伸びる、プリント回路基板のテスト方
法。
【００４１】
【発明の効果】本発明は、取り付け具製作と基板テスト
における公差の累積を抑え、できるだけ排除し、並びに
テストのための接触部の面積が約０．０３０インチ
（０．７６２ｍｍ）以下でもテストできるテスタを提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板テスト取り付け具の概要図である。
【図２】従来技術におけるテスト取り付け具の断面側面
図である。
【図３】本発明におけるテスト取り付け具の断面側面図
である。
【符号の説明】
１ テスタ １１ 取り付け具 ２１ ピン・プローブ・プレート ３１ ピン・プローブ ３３ 固定本体部 ４１ 上部本体部 ５１ プリント回路基板ホルダ ５３ クランプ ７１ 多層プローブ・ガイド・プレート ７３、８３ 層 ７５、８５ 開口部 １０１ プリント回路基板 １０３ デバイス １０５ 基板位置基準 １０７ 内部接続部 ２０１ 光ファイバ機械ビジョン位置合わせデバイス ２０３ レンズ・アセンブリ ２０５ 光ファイバ束 ３０１ 横方向移動手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の基板位置基準を有するプリント回路
    基板の内部接続をテストするためのテスタであって、 ａ．取り付け具と、 ｂ．テストされる前記プリント回路基板と電気的に接触
    させるための複数のピン・プローブを有する、ピン・プ
    ローブ・プレートとを有し、 前記ピン・プローブのそれぞれは、 ｉ．前記ピン・プローブ・プレートから前記テストされ
    るプリント回路基板に向かって伸び直面する、円筒状の
    固定本体部と、 ｉｉ．前記固定本体部から前記テストされるプリント回
    路基板に向かって縦に伸びる移動上部本体部とを有し、 更に、前記テスタは、 ｃ．前記テストされるプリント回路基板を確実に保持す
    るためのプリント回路基板ホルダと、 ｄ．ピン・プローブ・プレートとプリント回路基板ホル
    ダの間に挿入され、個々のピン・プローブに対応して貫
    通される複数の開口部を持ち、前記ピン・プローブが、
    対応する個々の前記開口部を通って伸びる、多層ピン・
    プローブ・ガイドと、 ｅ．前記テストされるプリント回路基板の基板位置基準
    の位置を突き止めるための光ファイバ機械ビジョン手段
    と、 ｆ．前記基板位置基準の位置を突き止めるための前記光
    ファイバ機械ビジョン手段に対応して前記プリント回路
    基板ホルダを移動させるための横方向移動手段と、 を有する、テスタ。
  2. 【請求項２】内部接続の無欠性をテストするための内部
    接続部と複数の基板位置基準を有するプリント回路基板
    のテスト方法であって、 ａ．前記プリント回路基板をプリント回路基板テスト取
    り付け具のプリント回路基板ホルダ手段に置くステップ
    と、 ｂ．前記テストされるプリント回路基板の基板位置基準
    の位置を突き止めるための、光ファイバ機械ビジョン手
    段で前記基板位置基準を突き止めるステップと、 ｃ．ピン・プローブ・プレートから前記テストされるプ
    リント回路基板に向かって伸びるピン・プローブによっ
    て、テストされる内部接続部に接触させるステップとを
    有し、 前記各ピン・プローブは、 ｉ．前記ピン・プローブ・プレートから前記テストされ
    るプリント回路基板に向かって伸び直面する、円筒状の
    固定本体部と、 ｉｉ．前記固定本体部から前記テストされるプリント回
    路基板に向かって縦に伸びる移動上部本体部と、 を有するのであって、 前記ピン・プローブは、前記ピン・プローブ・プレート
    と前記プリント回路基板ホルダの間に挿入された多層ピ
    ン・プローブ・ガイドを通って伸び、前記ピン・プロー
    ブ・ガイドの各層は、個々のピン・プローブに対応して
    自らの層を貫通する複数の開口部を有し、前記個々のピ
    ン・プローブは、対応する個々の前記開口部を通って伸
    びる、 プリント回路基板のテスト方法。
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